Обвязка твёрдотопливного котла — это оборудование, которое обеспечивает нормальную работу системы отопления, повышает её эффективность, функциональность и безопасность. В зависимости от схемы подключения в её состав может входить циркуляционный насос, группа безопасности, трехходовой клапан, запорная арматура, расширительный бак, гидрострелка, теплоаккумулятор, фильтры, термометры, манометры, датчики давления и температуры. Чтобы всё это оборудование работало слаженно, необходимо соблюсти требования к установке, выбрать подходящую схему обвязки котла, правильно смонтировать все элементы, предусмотренные этой схемой.
Что такое твёрдотопливный котёл?
Твёрдотопливный котёл — это отопительное оборудование, предназначенное для организации обогрева помещений за счёт энергии сгорания твёрдых видов топлива (дрова, пеллеты, брикеты, уголь). Конструкцией обязательно предусмотрен теплообменник, через который циркулирует и нагревается теплоноситель. Дополнительно твёрдотопливный котёл может оснащаться системами автоматизации, группами безопасности, датчиками, приборами контроля температуры и давления. Комплектация и конфигурация учитывается при выборе схемы обвязки котла отопления в частном доме.
Основные характеристики твёрдотопливных котлов:
- тепловая мощность;
- вид топлива;
- материал теплообменника;
- размеры загрузочной двери;
- размеры топки;
- минимальная и максимальная температура теплоносителя;
- размеры дымохода;
- габаритные размеры;
- вес.
Принцип работы твёрдотопливного котла. В топку загружается топливо в виде дров, угля, пеллетов, брикетов, где происходит его контролируемое горение. Контроль и управление горением осуществляется вручную или автоматически посредством изменения тяги, которая состоит из притока свежего воздуха через поддувало и выброса продуктов горения через дымоход. В процессе сгорания топлива в котле выделяется тепло, которое передаётся теплоносителю в теплообменнике. Циркулирующий в системе отопления теплоноситель нагревается в котле и переносит полученное тепло нагревательным приборам — в радиаторы, теплоаккумулятор, косвенный водонагреватель для системы ГВС (горячее водоснабжение дома).
Функции обвязки твёрдотопливного котла отопления:
- защита системы от перегрева;
- защита котла от резких перепадов давления;
- удаление воздуха и пара;
- подпитка системы теплоносителем;
- защита котла от коррозии;
- обеспечение циркуляции теплоносителя;
- регулировка температуры в трубопроводах;
- равномерное распределение теплоносителя между потребителями;
- управление системой отопления.
Правильно подобранная и выполненная схема обвязки оборудования — это залог эффективности, функциональности и безопасности системы отопления на базе твёрдотопливного котла.
Общие требования к установке
Обвязка дровяного котла отопления реализовывается с соблюдением следующих основных правил:
- Отдельное помещение. Выделяется под обустройство котельной. Помещение изолируется от жилых комнат, оборудуется системой вентиляции. В котельной разрешается обустроить место для хранения суточного запаса топлива.
- Вентиляция помещения. Для правильной работы твёрдотопливного котла необходимо обеспечить приток достаточного количества свежего воздуха. Это нужно для процесса горения топлива и создания тяги, которая нужна, в том числе, для отвода продуктов горения за пределы котельной.
- Основание для котла. Для установки оборудования обустраивается бетонное основание толщиной от 50 мм. При обустройстве гравитационной системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя котёл должен располагаться на 500 мм ниже радиаторов и другого оборудования.
Перечисленные требования должны соблюдаться независимо от марки, модели, мощности твёрдотопливного котла и схемы его обвязки.
Виды обвязки твердотопливного котла
От вида обвязки твёрдотопливного котла в частном доме зависит эффективность и функциональность системы отопления. Комплект оборудования и схема его подключения подбирается в зависимости от задач, отапливаемой площади, количества помещений, этажности частного дома. Обвязка дровяного котла также влияет на удобство и гибкость управления отоплением.
Основные виды обвязки ТТ котла:
- Открытая система с естественной циркуляцией теплоносителя.
- Закрытая система с принудительной циркуляцией теплоносителя.
- Обвязка твёрдотопливного котла с теплоаккумулятором.
- Обвязка с гидрострелкой.
- Система отопления с косвенным водонагревателем ГВС.
- Подключение ТТ котла с электрическим в качестве вспомогательного или резервного.
Рассмотрим перечисленные схемы обвязки с точки зрения назначения, функциональности, особенностей подключения оборудования и безопасности.
Открытая система с естественной циркуляцией
Система открытого типа с естественной циркуляцией теплоносителя отличается простотой обустройства и минимальным набором оборудования. Подходит для обогрева небольших частных домов с 2-4 жилыми комнатами. Несмотря на требовательность к выбору трубопроводов и качеству их прокладки, это самая простая обвязка твёрдотопливного котла своими руками.
Принцип работы системы этого типа основан на свойстве нагретого теплоносителя подниматься вверх, а также опускаться при охлаждении под воздействием гравитации. Вода нагревается в теплообменнике котла, и за счёт температуры поднимается вверх по стояку до расширительного бака. Затем теплоноситель спускается по трубам, которые выполнены с обязательным уклоном и, проходя через радиаторы, отдаёт тепло и возвращается обратно в теплообменник котла.
Обязательные элементы открытой системы отопления с естественной циркуляцией:
- Трубопроводы с уклоном.
- Расширительный бак в самой верхней точке системы.
Основным преимуществом системы с естественной циркуляцией является дешевизна и простота исполнения.
Особенности:
- нужны трубы большого сечения;
- разводка выполняется с соблюдением равномерного уклона;
- радиаторы должны находиться, минимум, на 500 мм выше котла;
- система должна иметь минимальное количество ответвлений.
При такой схеме обвязки усложняется эксплуатация котла. Теплоноситель циркулирует медленно. Чтобы не замедлять его ещё сильнее, в таких системах избегают установки запорной и регулирующей арматуры. Из-за этого управлять температурой в разных помещениях невозможно. Оптимальные параметры системы достигаются за счёт чётких расчётов при проектировании.
Закрытая система с принудительной циркуляцией
Гравитационная система отопления может иметь закрытое исполнение. Для этого вместо классического расширительного бака устанавливается мембранный расширительный бак, который может находиться в любом удобном месте (обычно в котельной). Для нормальной работы системы необходима установка циркуляционного насоса. С одной стороны, это усложняет схему, делая её более дорогой и энергозависимой. С другой стороны, она более функциональная и эффективная. Подходит для отопления больших зданий с многочисленными комнатами и несколькими этажами.
Большим преимуществом схемы подключения котла отопления с принудительной циркуляцией является нетребовательность к сечению и прокладке трубопроводов. Поскольку теплоноситель продавливается по системе циркуляционным насосом, трубы не должны быть большого диаметра, а также нет никакой необходимости разводить их с уклонами. Кроме того, управлять таким отоплением гораздо проще, и система может иметь несколько независимых друг от друга ответвлений.
В закрытой системе с принудительной циркуляцией есть только два обязательных элемента:
- Циркуляционный насос — обеспечивает циркуляцию теплоносителя через теплообменник котла и радиаторы.
- Мембранный расширительный бак — выравнивает перепады давления, которые неизбежно возникают из-за малого сечения трубопроводов, нагрева и охлаждения теплоносителя.
Примечание. Под обязательными элементами имеется в виду оборудование, которым открытая и закрытая системы с естественной и принудительной циркуляцией различаются между собой. Это не означает, что можно пренебречь установкой групп безопасности, фильтров, запорно-регулирующей арматурой, приборами для измерения температуры и давления. Они должны быть по умолчанию, независимо от выбранной схемы подключения твёрдотопливного котла к системе отопления.
Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором
Данная схема предусматривает подключение к системе буферной ёмкости для накопления и последующего использования нагретого теплоносителя. Объём теплоаккумулятора рассчитывается исходя из отапливаемой площади, мощности котла и поставленных задач. В частных домах это обычно ёмкость на 0,7-1,5 кубических метра.
Преимущества теплоаккумулятора:
- сокращается общее время обслуживания ТТ котла;
- экономится топливо;
- позволяет эксплуатировать оборудование в оптимальном режиме работы;
- выравниваются суточные перепады температуры в отапливаемых помещениях.
Принцип работы системы следующий. Котёл запускается и работает на своей номинальной мощности. Часть нагретого теплоносителя расходуется на работу радиаторов. Излишек горячей воды поступает в теплоаккумулятор, где происходит её постепенное накопление. После выключения котла в радиаторы подаётся горячий теплоноситель из теплоаккумулятора.
За счёт наличия аккумулятора в топке можно поддерживать активное горение при максимальной тяге. В таких условиях из дров «вытягивается» максимальное количество энергии (калорий). Кроме того, при интенсивном горении уменьшается образование дыма и сажи, которая откладывается на теплообменнике, ухудшая его эффективность. Чтобы в доме было тепло постоянно, не нужно топить котёл круглосуточно. После накопления достаточного объёма горячего теплоносителя дрова можно не подкидывать, а отопление продолжает работать за счёт теплоаккумулятора.
Для организации движения теплоносителя правильная обвязка твёрдотопливного котла с теплоаккумулятором предусматривает наличие смесительных узлов. Их роль выполняют трёхходовые клапаны с датчиками температуры. Дополнительно могут использоваться распределительные коллекторы и балансировочный вентиль.
В схему обвязки твёрдотопливного котла с трёхходовым клапаном включаются также циркуляционные насосы, фильтры, мембранный расширительный бак, запорная арматура и группа безопасности.
Примечание. При проектировании схемы этого типа необходимо правильно рассчитать ёмкость теплоаккумулятора и мощность котла, сопоставляя эти параметры с объёмом и конфигурацией отопительной системы. Мощности должно хватать на обогрев жилья и работу теплового аккумулятора. В противном случае пользы от этого оборудования будет мало.
Обвязка твердотопливного котла с гидрострелкой
Схема этого типа используется при необходимости подачи и распределения теплоносителя между потребителями, находящимися на разной высоте. Гидрострелка представляет собой вертикальную трубу большого сечения. Чаще всего используется для организации обогрева дома посредством радиаторов и системы «тёплый пол».
Основные элементы схемы обвязки котла с гидрострелкой:
- гидрострелка;
- трёхходовые клапаны;
- циркуляционные насосы;
- расширительный бак мембранного типа;
- группа безопасности.
Для нормального функционирования системы устанавливается несколько циркуляционных насосов — общий, для радиаторов и для тёплых полов. Для распределения теплоносителя могут использоваться коллекторы с термозависимой регулировочной арматурой.
Подключение твердотопливного котла и косвенного водонагревателя
Применяется для организации горячего водоснабжения в частном доме. Схема позволяет отказаться от круглогодичного использования электрического бойлера или газовой колонки, уменьшив тем самым расходы на ГВС. Косвенный водонагреватель в связке с ТТ котлом может использоваться только в отопительный сезон. В остальное время горячее водоснабжение обеспечивается при помощи классических нагревательных приборов.
Принцип работы системы следующий. Во время работы ТТ котла основная часть теплоносителя используется для обогрева помещений радиаторами. Излишек горячего теплоносителя пропускается через теплообменник, установленный в бойлере косвенного нагрева, в котором находится холодная вода. За счёт циркулирующего по змеевику теплоносителя вода в ёмкости нагревается и далее используется по назначению для хозяйственно-бытовых нужд.
Для эффективной работы данной схемы предусматривается отдельный циркуляционный насос, который принудительно прокачивает теплоноситель через теплообменник водонагревателя. Управление бойлером может быть организовано как ручное (посредством кранов), так и автоматическое (посредством терморегулирующей арматуры).
Подключение твердотопливного котла вместе с электрическим в качестве вспомогательного
В данной схеме электрический (или газовый) котёл используется в тех случаях, когда нет возможности или времени обслуживать твёрдотопливный. Оборудование подключается параллельно — когда отключается один, включается второй, и наоборот. При наличии дров и времени в качестве основного источника тепла выступает ТТ котёл. Электрический или газовый включается на ночь или когда дома никого нет.
Преимущества схемы:
- комфортная температура в доме круглосуточно;
- выбор более доступного источника энергии;
- возможность автономной работы;
- снижение рисков замерзания системы в отсутствии хозяев.
Из недостатков стоит отметить высокую стоимость оборудования и сложную схему подключения.
10 правил обвязки дровяного котла
В завершение предлагаем для ознакомления десяток ключевых правил и рекомендаций, которые следует соблюдать при выборе и реализации схемы обвязки твёрдотопливного котла своими руками:
- Металлические трубы. При обустройстве системы с использованием металлопластиковых труб металлические рекомендуется применять на наиболее нагруженных участках — до 150 см от котла.
- Отсечная запорная арматура. Пригодится во время локального ремонта оборудования обвязки.
- Трёхходовой клапан. Позволяет организовать смешивание и распределение теплоносителя в автоматическом режиме.
- Стабилизатор тяги. Служит для защиты котла от перегрева, а также сокращает потери тепла через теплообменник после его выключения.
- Применение деаэратора. Отвечает за удаление газовых примесей из теплоносителя, которые могут снижать эффективность отопления и приводить к выходу оборудования из строя.
- Наличие ИБП. Источник бесперебойного питания защитит энергозависимое оборудование при перебоях с сетевым энергоснабжением.
- Заземление. Защищает от поражения электрическим током проживающих в доме людей, а также предотвращает выход оборудования из строя во время грозы.
- Группа безопасности. Служит для сброса избыточного давления при перегреве теплоносителя.
- Качественное оборудование. Дорогой твёрдотопливный котёл не должен выходить преждевременно из строя из-за некачественного копеечного фильтра, крана, циркуляционного насоса и других элементов обвязки.
- Своевременное обслуживание. Система отопления должна регулярно проверяться на наличие протечек, отказа или нарушения работы вспомогательного оборудования, коррозии, накипи. ТТ котёл необходимо чистить от сажи и копоти, которая существенно снижает КПД и тепловую мощность.
Соблюдение этих правил и рекомендаций позволит спроектировать и реализовать надёжную, функциональную и безопасную обвязку твёрдотопливного котла.